题目
排列 135...2n-1, 2468...2n 的逆序数为()A. (n(n+1))/(2)B. (n(n-1))/(2)C. (n(n+2))/(2)D. (n(n-2))/(2)
排列 $135\cdots2n-1, 2468\cdots2n$ 的逆序数为()
A. $\frac{n(n+1)}{2}$
B. $\frac{n(n-1)}{2}$
C. $\frac{n(n+2)}{2}$
D. $\frac{n(n-2)}{2}$
题目解答
答案
B. $\frac{n(n-1)}{2}$
解析
本题考察排列逆序数的计算,核心是明确逆序数的定义:在一个排列中,若一对数的前后位置与大小顺序相反,则称它们构成一个逆序,一个排列中逆序的总数称为该排列的逆序数。
步骤1:理解排列结构
题目中的排列为:$1, 3, 5, \cdots, 2n-1, 2, 4, 6, \cdots, 2n$
即:前半部分是奇数序列($11,3,5,\cdots,2n-1$),共$n$个元素;后半部分是偶数序列($2,4,6,\cdots,2n$),共$n$个。
**步骤2:分析逆序来源
根据逆序数定义,仅需考虑前半部分的数与后半部分的数之间的逆序(因前半部分内部是递增的,后半部分内部也是递增的,无逆序)**。
对前半部分的每个奇数$2k-1(k=1,2,…,n),计算它与后半部分偶数的逆序:
- 后半部分的偶数为2,4,…,2n,共n个偶数。
- 对2k-1,比它大的偶数是:2k,4,…,2(k-1)(共k-1个),因为2(k-1)=2k-2 < 2k-1,而2k=2k>2k-1。
- 因此,每个奇数2k-1贡献(k-1)个逆序。
步骤3:计算总逆序数
总逆序数为每个奇数贡献的逆序数之和:
$\sum_{k=1}^n (k-1) = 0+1+2+\cdots+(n-1)$
这是首项为0,末项为n-1的等差数列求和,公式为:
$S = \frac{(n-1)n}{2} = \frac{n(n-1)}/2$